甲虫袭击

我已经在哈布雷（Habré）上发表过一篇关于西伯利亚森林作为危险害虫的失败的文章 - 乌苏里（Ussuri）测谎仪 。 这种极其多产和危险的甲虫能够在短时间内摧毁广大的冷杉林，而且，它比人们抗击危险昆虫的努力要好得多。 在受甲虫影响的地区进行森林监测的主要问题是缺乏专家和现代方法来快速，准确地分析受灾森林的状况。 但是，仍然存在一些积极点。 无人机与危险害虫交战。 无人机 相反，他们飞...

森林监测。 这是什么

迄今为止，在定期的地面观测（换句话说，腿）中，一直在监测近邻Polygraphus proximus灾区（ 甲虫的科学名称-作者的注释 ）的冷杉林状况，这在发现病虫害灶以及指定卫生和卫生措施的情况下尤其重要。 这可以是特殊的切割，使用生物产品或化学试剂进行处理。 但是，由于西伯利亚针叶林地区的广阔和交通不便，这些研究并未提供有关该地区侵入性过程扩散的完整信息。 通过使用卫星图像和航空监视，可以部分解决此问题，但是这些方法在信息详细信息（以及重要的是成本）方面有广泛的限制。

最近，使用无人飞行器的远程方法可以实施森林病理学检查，这在2016年9月16日俄罗斯自然资源部第480号令中进行了定义。 当俄罗斯相对迅速地被允许使用现代技术来解决这样的尖锐问题时，这是一种罕见的情况。

使用无人机评估森林状况的方法

似乎这里很复杂？ 获取森林和所有事物的无人机图像。 但这只是表面上的简单。 使用无人机进行林分遥感的最佳条件取决于任务的范围，因此取决于设备的类型，其技术特性以及无人机制造商的建议。 但是，并非每架无人机都适合这种任务。 为了选择航空摄影的时间，在可见光下具有良好的能见度以及在均匀照明下至少约300米的最低云边界至关重要。


不建议使用多云或低角度的早晨或傍晚的阳光，因为受损的树冠很难在阴影中分辨出来。 使用无人机进行航空摄影的最佳时间通常与4月中旬至10月初的茎杆害虫病灶地面调查时间相吻合。

无人机选型

为了对受影响森林的小区域进行操作检查，使用了半工业无人机，其特点是可以获取不低于4000×3000像素的图像。 当无人机升空到地面300 m时，区域覆盖面积为0.2km²，在500 m的高度处为0.5km²。 在给定位置和高度的UAV保留功能使您可以充当“观察塔”，最大观察半径为3-4 km。 这不仅可以评估森林状况，还可以修复可能的火源。


Quadrocopter允许您以摄影和录像的方式对森林基金进行操作检查。 与完整树木相比，乌苏里测谎仪损坏的树木可以通过树冠的颜色变化来识别，与完整树木相比，这可以轻松区分活树和枯树，并根据其在林分中的份额来估算其卫生状况和退化程度。 树木受损的初始阶段会导致冷杉的结构和颜色略有变化，从这张照片中可以看出。


但是，几周后，病变变得不可逆转。 树木枯死干燥，成为增加火灾隐患的来源。


这是受测谎仪影响的树的树干。 它有许多孔，甲虫会从树皮下面刺穿。 同时，这棵树还具有防止害虫的保护机制（它释放出大量的树脂），但这使树变得如此脆弱，以至于在数周内死亡。


在无人机图像中，受影响的森林看上去是五颜六色的。 同时，绿树尚未受到危险害虫的影响，而有色树木则处于灭顶的极端阶段。 这片森林注定要失败。 害虫的危害非常广泛，以至于一年之内只有枯木和枯木会出现，否则该地区将被森林大火覆盖。


对于监视广阔的森林地区，机翼型无人机更合适。 尤其要检查被乌苏里测谎仪损坏的看台，该设备配备了SONY A6000数码相机（24兆像素；镜头焦距f = 20毫米；传感器类型：CMOS；矩阵尺寸：23.5×15.6毫米；测试了分辨率） 6000×4000像素）。

无人机图像的处理和解释

专家最重要的任务是使用无人机的图像评估森林监测的结果。 鉴于地域辽阔，数据量巨大，我们认为创建一个神经网络来分析接收到的信息将很有希望，因为图像中受影响的树木显示出一定且非常清晰且重复的解码符号（树冠的颜色发生了变化）。 这就是树冠在有害生物损害方面的外观，可以有条件地将其视为“示例性”。 在此，从森林图像中选择具有数十个像素的一定分辨率的图像形式的冠的片段。 相似的“示例性”图像（开始时有数千个）可以是用于测试神经网络的数据库。 当然，必须以某种方式对图像进行归一化并准备进行分析，这当然也有其自身的特点。


我-健康的树; II-一棵虚弱的树； III-严重削弱
一棵树 IV-一棵垂死的树； V-新鲜的枯木； 六-老枯木

通过培训和培训网络来分析此类图像，您将获得一个功能强大的工具来评估森林状况，同时可以显着减少人为因素，从而做出评估林地损害程度的决定。 但是，这是一项单独的任务，需要其他解决方案。 将来。 也许Habr亲爱的读者中的某人会（以评论或亲自形式）告诉您如何以最佳和有趣的方式解决此问题。 还是有人会分享他们在这方面的经验或提出现成的解决方案？

陷阱

好吧，不是没有他们。 无人机的使用通常充满巨大的障碍和各种限制。 一方面，优秀的技术，但存在许多问题。 行政涉及无人机的注册，空域的开放，一方面监管机构的暴行，另一方面涉及技术问题。 无人机仍然是相当“原始”的技术，因此，由于遥测失败或技术问题而在西伯利亚森林中损失一架无人机非常简单。 在森林中，无线电波的传播使森林茂密的树冠和领土的复杂景观复杂化。 并非总是能够在UAV中提供固件的所有要求，首先，由于Internet连接不良。 经验表明，现代无人机一直希望从互联网上获得一些东西（或在那儿转移一些东西），有时他们只是不想在没有网络的情况下飞行。 但是，最有可能的原因是，尽管使用了非专业的无人机，尽管它们可能存在类似的问题，但实际上还是使用了这种无人机。

杉木林监测技术

特殊方法手册中概述了评估危险有害生物损害地点的杉木林状况的方法，该手册可免费下载以供专业专家审阅（ISBN 978-5-9907381-1-9）。 该手册是俄罗斯科学院西伯利亚分校气候与生态系统监测研究所的一大批研究人员的工作成果。 该手册对于林业专家以及进行森林资源状况分析的专家，生态学家，科学家，林业者非常有用。


PS在准备这篇文章时，我偶然发现了晚上Vesti24上有关林业问题的有趣现场直播。 这是链接 。 我从广播中得知，在苏联，木材销售所赚的钱比石油所赚的钱要多，森林行业现在不仅是一个问题，而且总的来说......令我感到惊讶的是，这次广播和受邀专家的谈话如此激烈。 虽然自己判断！ 但是，考虑这一刻，空中将近50分钟。 特别是在此广播中，专家们谈到了我在本文中撰写的问题。